SysML汽車領(lǐng)域?qū)嵺`.ppt

SysCARS方法 SysML在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用實踐 內(nèi)容提要 問題背景SysCARS整體框架SysCARS關(guān)鍵技術(shù)評析 問題背景 逐漸浮現(xiàn)的問題新型軟硬件技術(shù)促使標(biāo)準(zhǔn)的更新?lián)Q代加快復(fù)雜度日趨上升用戶體驗要求上升產(chǎn)品快速迭代新型的汽車控制系統(tǒng)制造 面臨定制化要求日益突出 用戶需求頻繁變更 產(chǎn)品迭代與升級加速等一系列問題 問題背景 從方法學(xué)角度而言 汽車控制系統(tǒng)的生產(chǎn)需要滿足如下要求 軟硬件協(xié)同設(shè)計流程規(guī)范易懂開發(fā)方法能靈活適應(yīng)變更生產(chǎn)與開發(fā)能滿足定制化需求 問題背景 Valeo公司對問題的理解 開發(fā)流程需要完整的方法學(xué)指導(dǎo)方法學(xué)盡可能不與企業(yè)本身流程沖突SysML過于追求通用化而導(dǎo)致過于龐大的圖庫SysML本身缺乏特定的方法學(xué)生產(chǎn)與開發(fā)能滿足定制化需求 SysCARS方法 整體思想SysML部分圖形 選取對行業(yè)有直接作用的圖Valeo工作流 Valeo自身開發(fā)流程 用profile定義商業(yè)化工具為基礎(chǔ)的工具環(huán)境 DOORS Reqtify等SysCARS SystemCoreAnalysisforRobustnessandSafety SysCARS方法 整體思想以Valeo自身工作流為基礎(chǔ) 針對系統(tǒng)開發(fā)的不同階段 選取合適的分析圖形和工具 最終完成系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā) 示范性項目從2012年開始 2014年完成 發(fā)動機(jī)和雨刷控制等系統(tǒng) SysCARS方法 工作基礎(chǔ)與基本環(huán)境構(gòu)建開發(fā)流程建立人員角色設(shè)定工具環(huán)境搭建SysML剪裁示范項目人員隨項目訓(xùn)練 SysCARS方法 開發(fā)流程建立 SystemDevelopmentandValidationProcess混合動力車等新一代車型需求驅(qū)動聘行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)專家等組成流程設(shè)計隊伍 SysCARS方法 人員角色設(shè)定根據(jù)系統(tǒng)級建模的理論指導(dǎo)完成 人員 開發(fā)活動 之間的映射關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范咨詢專家需求分析工程師系統(tǒng)架構(gòu)師產(chǎn)品經(jīng)理測試人員 SysCARS方法 工具環(huán)境搭建盡可能實現(xiàn)自動化的需求分析和設(shè)計環(huán)境 并能與SysML本身相關(guān)工具無縫連接易用成本企業(yè)文化與習(xí)慣當(dāng)前主流的SysML建模工具 例如EA等 基本都是以XMI為標(biāo)準(zhǔn)輸出結(jié)構(gòu) Artisan AtegoRhapsody IBM SysCARS方法 SysML剪裁DSL方案 DomainSpecificLanguage領(lǐng)域定制語言 保留SysML的核心內(nèi)容 以此為基礎(chǔ)擴(kuò)展工具以SysML幾個核心圖形為基礎(chǔ) 根據(jù)這些圖的特點 開發(fā)相應(yīng)的工具來支撐SysML在Valeo公司內(nèi)部的應(yīng)用 SysCARS方法 示范項目不同產(chǎn)品線多個子系統(tǒng)進(jìn)行了試驗發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)電控系統(tǒng)雨刮等輔助設(shè)備系統(tǒng)人員培訓(xùn)系統(tǒng)建模和軟件建模的基礎(chǔ)內(nèi)容SysCARS方法流程跟項目實習(xí) SysCARS方法整體框架 涉眾需求文檔 系統(tǒng)需求文檔 系統(tǒng)設(shè)計文檔 定義涉眾需求 抽取涉眾需求定義系統(tǒng)邊界明確并描述環(huán)境用例明確操作模式建立涉眾需求與操作用例的相關(guān)元素的追蹤 抽取涉眾需求 抽取利益相關(guān)者設(shè)想的預(yù)期系統(tǒng)功能 而非功能實現(xiàn)細(xì)節(jié)注重任務(wù)級的性能需求抽取以支持后期的方案選擇原始需求存于特定文檔或數(shù)據(jù)庫需求分類 用戶相關(guān) 系統(tǒng)相關(guān)及組件相關(guān) 定義系統(tǒng)邊界 利用系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖 ContextDiagram 描述系統(tǒng)環(huán)境及與外部對象的交互以確定系統(tǒng)邊界明確系統(tǒng)生命周期從制造到回收的各個階段 為每個階段創(chuàng)建一個塊定義圖 BDD 明確與系統(tǒng)交互的外部元素及對應(yīng)的交互關(guān)系 環(huán)境用例 從用戶角度看系統(tǒng) 環(huán)境用例圖描述了系統(tǒng)預(yù)期提供的服務(wù)在塊定義圖的基礎(chǔ)上對利益相關(guān)者的需求進(jìn)行精化詢問塊定義圖中每一個actor 獲取他們希望系統(tǒng)提供的服務(wù)一個用例由一個外部事件觸發(fā) 最終返回一個結(jié)果給用戶 可細(xì)分為一組場景 Scenarios 場景可用順序圖表示 操作模式 Mode 一個模式可視為系統(tǒng)所處的一個狀態(tài)為環(huán)境用例中的場景建立模式狀態(tài)圖 包括所有狀態(tài)及狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系模式狀態(tài)圖與用例圖的創(chuàng)建過程息息相關(guān)且交錯進(jìn)行 原始需求與用例的追蹤 確保所有原始需求均被用例圖覆蓋將所有原始需求與用例聯(lián)系起來在鏈接信息基礎(chǔ)上進(jìn)行可跟蹤性分析經(jīng)典方法 審查建立追蹤矩陣 追蹤矩陣 階段性文檔生成 涉眾需求描述文檔 StakeholdersNeedsDocument SND 常見技術(shù)實現(xiàn)方式是根據(jù)設(shè)定好的模板 工具生成對應(yīng)的Word文檔 至此第一階段任務(wù)完成 需求分析 描述系統(tǒng)與外界交互的接口生成系統(tǒng)級用例明確系統(tǒng)級操作的狀態(tài)系統(tǒng)需求追蹤性確認(rèn) 系統(tǒng)與外界交互接口描述 分析外部元素與系統(tǒng)交互時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與控制流使用內(nèi)部塊圖 InternalBlockDiagram 描述系統(tǒng)與外部交互的界面每個系統(tǒng)可能對應(yīng)多個內(nèi)部塊圖 以實現(xiàn)其與不同環(huán)境交互的描述為方便理解與管理 可用多個內(nèi)部塊圖描述系統(tǒng)在同一環(huán)境下不同類別的界面 如機(jī)械界面 電子界面 數(shù)據(jù)處理總線等 系統(tǒng)級用例 將前面的環(huán)境用例精化為系統(tǒng)用例 明確系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能或服務(wù)沿用環(huán)境用例及順序圖作為初始的系統(tǒng)用例及順序圖 然后根據(jù)預(yù)期功能進(jìn)行擴(kuò)展將系統(tǒng)用例中場景內(nèi)部產(chǎn)生的交互定義為事件 明確系統(tǒng)級操作狀態(tài) 利用狀態(tài)機(jī) StateMachine 描述系統(tǒng)在系統(tǒng)場景中的預(yù)期行為該階段生成的狀態(tài)機(jī)不一定只是上一階段中模式狀態(tài)圖的精化結(jié)果 可能會有新的元素及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)級狀態(tài)圖的生成是一個迭代過程 與系統(tǒng)用例的生成過程交替執(zhí)行 系統(tǒng)需求追蹤確認(rèn) 兩種追蹤性鏈接隱性鏈接 圖內(nèi)組件之間關(guān)聯(lián)顯性鏈接 不同層次之間關(guān)聯(lián)系統(tǒng)間異構(gòu)元素之間關(guān)聯(lián) 階段性文檔生成 系統(tǒng)需求文檔 SystemRequirementsDocument 至此第二階段任務(wù)完成 架構(gòu)設(shè)計 識別各個功能模塊明確模塊與系統(tǒng)狀態(tài)的關(guān)系根據(jù)模塊設(shè)計物理架構(gòu)完成模塊與物理設(shè)計之間的映射關(guān)系精化模塊和架構(gòu)度量評估系統(tǒng)架構(gòu)分析視角從黑盒向白盒的轉(zhuǎn)換 識別功能模塊 將前面的operation即系統(tǒng)的操作分解精化為具體功能模塊用活動圖描述功能之間的執(zhí)行關(guān)系DataflowControlflow 物理架構(gòu)設(shè)計 在理解了系統(tǒng)模塊的基礎(chǔ)上設(shè)計物理硬件架構(gòu)用塊定義圖描述功能之間的執(zhí)行關(guān)系知道有哪些系統(tǒng)功能 然后把需要的物理設(shè)備和硬件識別出來 物理架構(gòu)內(nèi)部設(shè)計 對物理架構(gòu)進(jìn)一步精化用內(nèi)部塊定義圖描述物理組件之間關(guān)系內(nèi)部場景的定義 功能與架構(gòu)內(nèi)部模塊的映射 用描述場景的方式描述模塊間關(guān)系活動圖狀態(tài)圖順序圖需要關(guān)注的是圖形直接的關(guān)聯(lián) 追蹤 度量與文檔導(dǎo)出 同一類圖形上下層之間關(guān)系不同類別的圖形之間的邏輯關(guān)聯(lián)關(guān)系矩陣等傳統(tǒng)技術(shù) Artisan工具度量 涉及仿真等外部評估活動文檔導(dǎo)出 系統(tǒng)設(shè)計文檔 SystemDesignDocument SDD 組件需求文檔 ComponentNeedsDocument CND 工作流驅(qū)動的開發(fā)過程 SysML本身更側(cè)重于語言和描述 而前述過程是Valeo工作流驅(qū)動的 SysML工具目前過于復(fù)雜而不利于普通工程師自動化系統(tǒng)化引導(dǎo)工程人員 工作流驅(qū)動的開發(fā)過程 SysML本身更側(cè)重于語言和描述 而前述過程是Valeo工作流驅(qū)動的 SysML工具目前過于復(fù)雜而不利于普通工程師自動化系統(tǒng)